大气污染与防治

3. 中国的大气污染
主要污染物：总悬浮颗粒物和二氧化硫 特点：中国的一次能源75％是煤
§10-3 、臭氧层耗损
一. 臭氧层
二. 臭氧层的削弱：
三. 消耗臭氧层物质ODS:
（一）Chapman循环
臭氧的生成反应：
O2+hυ→O+O
O+O2+M→O3+M（M：第三体，如N2，O2） 臭氧的消除反应：
2. SO2 3. NO2 4. 一氧化碳CO 5. 臭氧O3
北京市空气质量目标： 2008年：256天 70%
二、大气污染防治技术
1. 提高能源效率与节能 2.洁净煤技术 覆盖煤炭开发和利用的全过程 解决煤炭含硫造 成的污染 开发实用而可靠的先进技术
重点针对多端用户，同时注重矿区污染治理 地热能 风能 3. 开发清洁能源和可再生能源 太阳能 氢能技术 核能 生物质能 甲烷水合物
可正常活动
51～100
Ⅱ
良
可正常活动 长期接触，易感人群症状有轻度加 剧，健康人群出现刺激症状 一定时间接触后，心脏病和肺病患 者症状显著加剧，运动耐受力降 低，健康人群中普遍出现症状 健康人出现明显强烈症状，降低运 动耐受力，提前出现某些疾病
101～200
Ⅲ
轻度污染
201～300
Ⅳ
中度污染
≥300
4. 光化学烟雾的危害 a.有害成份：臭氧、PAN、醛、酮等二次污染物
b.伤害特征：
人及动物 眼睛和粘膜受到刺激、 头痛、呼吸障碍、 慢性呼吸道疾病恶化、 儿童肺功能异常等 表皮褪色，呈蜡质状， 色素发生变化， 叶片上出现红褐色斑点
植物
5. 机动车污染控制 1). 使用清洁燃料： 无铅汽油 汽油发动机清洁剂 液化石油气（LPG） 液化天然气（LNG） 乙醇燃料 2). 使用清洁汽车： ① 机内净化：电喷、电子点火 ② 机外净化：后燃法、催化净化
绿色处方：由于绿色植物的光合作用需要CO2 ， 产生02，其中森林尤其是原始森林的作用最大。 因为植被尤其是森林的覆盖面积影响到对阳光的 反射率和大气中温室气体CO2的沉降，所以我们 一方面要阻止现有森林的破坏，另一方面要有计 划地造林，大量培养绿色植物，以发挥其净化大 气的功能。
§10-6、大气污染防治 一、大气质量标准与管理 （一） 城市空气质量报告的分类 1. 现状报告：年报、季报、月报、周报、日报； 2. 预测预报：短期、中期、长期。 （二） 空气质量日报 1. 项目： ① 可吸入颗粒物 ② 二氧化氮NO2 ③ 二氧化硫SO2
3). 执行配套法规和标准 全国实施“欧洲一号”汽车尾气排放标准，
北京：2003年1月1日起实施 “欧洲二号”汽
车尾气排放标准。
北京：2008年起实施国四标准，（欧洲Ⅲ号）
4). 大力发展公交车，控制私家车
§10-2、煤烟型污染 1. 一次污染物：煤烟、二氧化硫 矿物燃料：煤、石油、天然气 2. 二次污染物：硫酸、硫酸盐
O3+ hυ→O+O2
O+O3→O2+O2 （慢）
（二）破坏臭氧层的催化剂
X + O3 → XO + O2 +） XO + O → X + O2 总反应 O + O3 → O2 + O2 ⑴ ⑵
CF2Cl2 + hυ→CF2Cl· Cl· + Cl· O 3 → ClO· + O2 + ClO· + O → Cl· + O2
第十章 大气污染与防治
主要的大气污染物
一次污染物 如 NO 、CO、CO2 、H2S
按来源分为 二次污染物
总悬浮颗粒物（TSP)
按状态分为
颗粒物
飘尘 降尘
气态污染物
气态污染物
类 别 含 合 含 合 含 合 碳 化 卤 合 硫 化 物 氮 化 物 碳 化 物 的 氧 物 素 化 物
一 次 污 染 物 S O 2,H 2S N O ,N H C 1— C 2 化 合 物 C O ,C O
*当浓度低于此水平时，不计算该项污染物的分指数
3. 首要污染物与空气质量级别：
表 2 空气污染指数及相应的空气质量级别
空气污染 指数 API 0～50 空气质量 级 别 Ⅰ 空气质量 描 述 优 对 健 康 的 影 响 对应空气质量 的适用范围 自然保护区、风景名胜区和 其他需要特殊保护的地区 为城镇规划中确定的居住 区、商业交通居民混合区、 文化区、一般工业区和农村 特定工业区
自我做起：降低能源的使用量，提高能源的使用效 率，从内心去珍惜能源、爱惜环境。在日常生活中， 随手关灯，节约用电；出门多乘公交少打的，能骑自 行车或步行更好，以节约汽油的消耗量。
开源节流：研究开发洁净无污染的能源，如太阳 能、地热、风力、水力、潮汐及氢燃料等，这些新 能源的使用，一方面避免CO2等气体的产生，防止空 气污染，另一方面又能充分利用资源。各国政府应 鼓励发展低耗能、低污染产业，积极改善或淘汰高 耗能、高污染产业，加强产业升级，引进相关技术， 削减CO2排放量。
伦敦烟雾事件
伦敦烟雾事件的经过
发生时间：1952年12月5日—8日 发生地点：英国伦敦市 公害后果：四天内约有4000多人死亡，呼吸道 病患者为平时的四倍。症状：胸闷、咳嗽、呕 吐、喉痛。 致害原因：SO2及在金属颗粒催化下生成的SO3、 硫酸凝结在烟尘上形成的酸雾。 伦敦型烟雾发生的条件： 1. 大量烧煤： 2. 气候多雾： 3. 地处泰晤士河谷：
Ⅴ
重度污染
污染指数API 0-50 51-100 101～150 151～200 201～250 251～299 300
空气质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ-1 Ⅲ-2 Ⅳ-1 Ⅳ-2 V
空气质量描述 优 良 轻微污染 轻度污染 中度污染 中度重污染 重度污染
《北京市空气质量日报》项目：
1.可吸入颗粒物：
§10-1 光化学烟雾
1. 特征： ⑴ 棕黄或淡蓝色烟雾； ⑵ 夏季晴天发生； ⑶ 氧化型烟雾； ⑷ 刺激性。
2. 洛杉矶的特点： ⑴ 汽车多； ⑵ 地处洛杉矶盆地； ⑶ 夏季阳光强烈。 3. 光化学烟雾的化学机理： ⑴ 一次污染物：NO、HC； ⑵ 由NO2的光解反应引发； ⑶ 二次污染物：O3、PAN、醛、酮； 过氧乙酰硝酸酯 O ‖ CH3-C-O-O-NO2 ⑷ O3、PAN、醛：刺激性。
§10-4、酸雨
1. 什么是酸雨？
酸雨：pH＜5.6 CO2 + H2O = H+ + HCO3-
3.16×10-4
pH 5.6
酸性降水：雨、雪、霰、雹、露、霜 酸沉降：湿沉降、干沉降
2. 主要酸雨区： 世界三大酸雨区：欧洲、北美、中国 中国：长江以南、青藏高原以东以及四川盆地
3. 主要的酸： H2SO4、 HNO3 4. 危害： ⑴ 腐蚀建筑物和金属； ⑵ 危害森林和农作物； ⑶ 使湖泊、河流酸化； ⑷ 危害人体呼吸系统、 眼睛、皮肤。 5. 来源： SO2、NOx
2
二 次 污 染 物 S O 3,H 2S O 4, M SO 4 N O 2 ,M N O 醛 类 、 酮 类 、 酸 类 无 无
3
污 染 源 燃 烧 含 硫 的 燃 料 高 温 时 N2 和 O2的 化 合 燃 料 燃 烧 、 精 炼 石 油 、 使 用 试 剂 燃 烧 冶 金 作 业
3
H F, H C l
⑶
（三）消耗臭氧层物质
罪魁祸首：含氯和含溴的简单卤代烷
（四）人类的对策
《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》 5种CFC、3种哈龙 1. 氯氟烃CFC：氟利昂（freon） 2. 哈龙（halon）： 《蒙特利尔议定书（修正案）》 5类20种，10种CFC、CCl4、CH3CCl3 《蒙特利尔议定书（进一步修正与调整）》 7类上百种，HCFC、HBrFC、CH3Br 《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》
§10-5、全球气候变暖 1. 趋势：98、97、95、 90、 99、 91、 94、 83、 88、87、 96、 44、 93、89
2. 温室、O3、N2O、 CFCl3、CF2Cl2
大气中CO2浓度的增加的人为因素，主要有两个：
化石燃料的燃烧：目前世界矿物能源的消耗大 约占全部能源消耗的90%，排放到大气中的主要是 燃烧化石燃料产生的，据估算，化石燃烧所排放 的CO2占排放总量的70%。 森林的毁坏：人们将森林比作地球的肺，森林 中植物繁多，生物量最高，绿色植物的光合作用， 大量吸收了大气中的CO2 ，全球绿色植物每年能 吸收285×109 吨，其中森林可吸收118×109吨， 占总量的42%。热带雨林的破坏，使大气中CO2增 加2%左右，所以森林在地球上的减少是导致全球 气温升高的又一重要原因。
2. 空气污染指数API
表 1 空气污染指数分级浓度限值
空气污染指数 API 500 400 300 200 100 50 TSP 1.000 0.875 0.625 0.500 0.300 0.120* 污 染 物 浓 度 （ 毫克 / 立方米 ） SO2 2.620 2.100 1.600 0.250 0.150 0.050* NOx 0.940 0.750 0.565 0.150 0.100 0.050*